炭素焙燒爐改造節能減排分析

梁勇

【摘要】近年來，我國炭素材料工業發展迅猛，不管是產品、規格還是質量方面都取得了不俗的成績，但是炭素制品在生產過程中需要消耗大量的燃料、電力等能源產品，為貫徹國家節能減排要求，需要對炭素焙燒爐進行一系列改造。本文以青海橋電炭素分公司的節能改造為例，重點對其改造方案以及節能減排工業方法進行了分析和闡述，以供同行參考。

【關鍵詞】炭素；焙燒爐；改造；節能減排

引言

當前，我國工業爐窯正由“高產型”向“節能型”轉變，并在燃料技術、耐火材料、余熱回收等方面取得了長足發展，作為工業爐窯的重要組成部分，碳素爐窯是炭素制品生產的重要設備之一，其具有較大的能源消耗。本文主要對碳素爐窯的節能改造進行了分析和探討。

1、當前炭素焙燒爐存在問題及節能減排要求

1.1 當前炭素焙燒爐存在問題。傳統焙燒爐具有能源消耗量大、生產損耗大、所需時間長、環境污染嚴重等問題，為此必須對炭素焙燒爐及相關工藝流程進行改造，從而達到節能減排的目的。當前，國內比較常用的是有蓋式的環式焙燒爐，其主要有羅茨真空泵、陰極焙燒爐、吸料罐、焙燒爐燃燒控制設備、強制冷卻蓋等組成。在陰極炭素產品的生產過程中，焙燒溫度需要達到1250℃以上，制品溫度達到1200℃，整個生產過程是在封閉狀態下進行的。所以，陰極焙燒爐是節能改造的關鍵設備，具體可以使用提升陰極焙燒爐日常產量的方式，大大提升上游輔助設備的生產潛力，從而較大幅度提升陰極焙燒爐的生產能力。

1.2 節能減排要求

1.2.1 炭素制品下游行業的節能減排是關鍵，其余炭素制品的規格以及質量有著密切的聯系，除此之外，還需要對炭素制品生產過程進行節能減排改造。

1.2.2 有效實現生產過程的節能降耗。炭素生產的焙燒和石墨化工序有著較高的能耗，因此，為降低物料過程的損失，提升炭素制品生產效率，必須加大對整個生產過程的在線監控和管理，并依據原材料性能和產品的質量要求對工藝控制條件和相關工藝流程進行制定和選擇，同時對成品及半成品的檢驗制度予以健全并完善。

1.2.3 處理好污染物的排放工作。在炭素制品的生產過程中，諸如瀝青熔化、混捏成型、焙燒以及浸漬等環節均會產生大量的污染物，這成為炭素企業進行節能減排改造的重要一環。

1.2.4 廢副品材料再利用。因炭素生產具有一定的特殊，其各個環節出現的廢副品比較多，如果對其不加以利用，則會明顯增加產品能耗，不僅浪費了大量原來，還會對環境造成嚴重污染。如何及時發現廢副產品并對其加以利用，成為當前炭素企業亟待解決的重要問題。

2、炭素焙燒爐節能減排改造方法

2.1 焙燒爐改造方案

2.1.1 增加火井與料箱數量。增加火井和料箱數量是有效提升焙燒爐產量的重要途徑，具體步驟如下：在料箱中江陰極炭塊與填充料進行混合，并將該料箱放置到焙燒爐中，從而完成焙燒工序。運用該種方式，能夠明顯提升焙燒爐的產量，并簡化了焙燒工序，降低了生產成本，提高了經濟效益。

2.1.2 對焙燒煙氣輸送方式予以改進。對火井和料箱進行改進能夠取得良好效果，但是現有環式磚砌煙道無法滿足生產改進后的生產需要，為此，可以結合實際情況，將煙道改為鋼制地上式煙道。運用這種方式能夠大大提升煙道的密閉性，較好避免煙道堵塞情況的出現，同時還節省了空間，降低了煙道的漏風系數。

2.1.3 料箱的改進。當前，多數炭素焙燒爐使用的均為短料箱，該種料箱對炭素焙燒爐的生產形成了一定的阻礙作用。為此，可以使用長料箱將其替代，從而大大提升炭素制品的空間，且每次投入的炭素制品數據增加之后，其焙燒效率也會相應提升，從而明顯提升炭素焙燒爐的生產效率。

2.1.4 選擇合適的陰極焙燒爐爐蓋內襯材料。對爐蓋的內襯材料進行改進和優化，選擇那些質地比較輕的耐熱材料作內襯，不僅能夠明顯降低爐蓋重量，且在生產過程中僅需要小型天車便可完成起吊爐蓋的工作，節省了大量資金，且具有較高的安全系數。

2.2 炭素生產減排技術

2.2.1 主要污染源及其治理方法。眾所周知，炭素生產對環境造成的污染主要以大氣污染為主，其中顆粒物、瀝青煙、二氧化硫以及氟化物為主要成分。對瀝青煙的處理方式主要有以下幾個方面：一是水洗法，處理效果不理想，一旦出現二次污染則很難予以處理；二是電捕器捕集法，有著較好的處理效果，但是對硫、氟化物等處理效果不理想；三是干料吸附法，該種方法主要針對氟化物有著較好的處理效果，但是對氧化鋁的處理效果不理想；四是焚燒法，對瀝青煙尤其是對PAH有著較好的處理效果，但是耗能較高，需要對熱能的綜合利用予以考慮。

2.2.2 采用干料黑法對瀝青煙氣予以吸附。具體來說，主要分為以下幾個步驟：一是給料程加料時需要定量，確保供料的穩定均勻；二是在系統中設置專利反應器，有效提升吸附的效率；三是使用電加熱系統，以防焦油出現凝結。該種技術具有操作簡單、可循環利用、吸附效率高、安全可靠等優勢，被普及應用到新建工程和對現有生產線進行改造等工程中。

2.2.3 焙燒煙氣聯合法凈化。所謂的焙燒煙氣聯合法凈化指的是將預除塵、全蒸發噴淋、干法氧化鋁吸附收塵以及電捕焦油等技術串聯于一體，形成的一種能夠對焙燒爐煙氣進行多級處理的技術。該種方法具有操作簡單、管理方便、精華效率高且無二次污染等優勢，經處理后的污染物排放指標遠遠低于國家標準。

3、結語

總而言之，炭素企業要想達到節能減排的效果，不僅要從對焙燒爐結構改進入手，還需要加強對炭素制品生產的管理和控制，比如對加熱工藝進行改進，對生產計劃組織予以加強，優化升溫曲線，對操作人員予以嚴格規范等。技術改造是炭素焙燒爐實現節能減排的關鍵，科學的生產管理則是其節能的基礎和前提，因此，先進生產技術必須與先進管控措施有機結合，才能實現炭素焙燒爐節能減排的理想效果。

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